毕业论文-基于MATLABSIMULINK的输电线路操作过电压的仿真分析.doc
《毕业论文-基于MATLABSIMULINK的输电线路操作过电压的仿真分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-基于MATLABSIMULINK的输电线路操作过电压的仿真分析.doc（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
山西大学工程学院
毕业设计（论文）
题目 基于MATLAB/SIMULINK的
输电线路操作过电压的仿真分析
系别电力工程系
专业电气工程及其自动化
班级电本1038
姓名田志慧
指导教师
下达日期2014年1月15日
设计时间自2014年2月24日至2014年6月7日
48
毕业设计（论文）任务书
一、设计题目：
1、题目名称基于MATLAB/SIMULINK的输电线路操作过电压的仿真分析
2、题目来源自拟
二、目的和意义
1、目的
特高压/超高压输电线路是电力系统中的重要电气设备，过电压是影响电力系统安全运行的重要因素之一，采取有效措施限制过电压是电力系统运行的基本要求。
利用MATLAB/SIMULINK，对特高压/超高压输电线路进行建模，对输电线路操作过电压的影响因素进行仿真分析，对输电线路限制操作过电压的措施进行分析研究，使学生掌握分析研究输电线路过电压问题的方法和步骤，从而提高学生的分析问题和解决问题的能力。
2、意义
MATLAB是目前工程技术人员进行分析研究工作的一个高效的工具，全面掌握MATLAB仿真分析输电线路过电压的方法，就使学生具备了对电力系统中其他问题进行仿真分析的思路和能力，从而适应未来工作中进行独立分析研究的需要。
三、原始资料（见附件）
四、设计说明书应包括的内容（参考）
1概述
1.1特高压/超高压输电线路的构成及特点
1.2输电线路的等值电路
1.3MATLAB/SIMULINK简介
2输电线路的工频过电压
2.1输电线路的参数计算
2.2输电线路的模型及参数设置
2.3长距离输电线路空载时的电容效应及其仿真
2.4输电线路的工频过电压及其仿真
3输电线路的操作过电压
3.1空载线路的合闸过电压及其仿真
3.2切除空载线路时的过电压及其仿真
3.3影响操作过电压的因素的仿真分析
3.4限制操作过电压的措施的效果分析
4.总结
五、设计应完成的图纸
1、输电线路在各种过电压情况下的电压波形图。
2、采用限制操作过电压的措施后的电压波形图。
六、主要参考资料
1、SimPowerSystems™UsersGuide.pdf
2、于群MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真北京：
机械工业出版社
3、王晶等编著电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用西安：
西安电子科技大学出版社
4、施围电力系统过电压计算西安：
西安交通大学出版社
5、相关学术论文
七、进度要求
1、实习阶段第周（月日）至第周（月日）共周
2、设计阶段第1周（2月24日）至第15周（6月7日）共15周
3、答辩日期第15周（2014年6月7日）
[注]：
对学生的要求：
（1）有能够运行MATLAB2011b的笔记本计算机，选修过MATLAB方面的课程。
（2）能够按照进度要求，投入足够的时间用于进行毕业设计。
空载输电线路单相合闸操作过电压的研究
摘要
本文主要是基于MATLAB/SIMULINK的空载输电线路单相合闸过电压的仿真分析，主要是从单相合闸空载线路过电压的影响因素和限制措施进行仿真分析，通过对开关合闸相位的不同，线路损耗的大小，以及断路器是否加并联电阻进行的比较分析，从而得出最佳的合闸相位角，以及断路器加并联电阻对合闸过电压限制的可行性的论证。
关键词：
MATLAB；单相合闸；合闸相位；并联电阻；过电压；电力系统
Lighttransmissionlinesingle-phaseswitchingovervoltageoperationresearch
ABSTRACT
ThispaperisbasedontheMATLAB/SIMULINKsimulationanalysisoflighttransmissionlinesingle-phaseswitchingovervoltagemainlyfromsinglephaseswitchingracinglineovervoltagesimulationanalysiswasmadeontheinfluencefactorsandtherestrictions,throughtotheswitchclosingphaseisdifferent,thesizeofthelineloss,andwhethercircuitbreakerwithparallelresistanceofcomparativeanalysis,obtainsthebestclosingphaseAngle,thusandcircuitbreakerwithparallelresistanceontheswitchingovervoltagelimitofthefeasibilityoftheargument.
Keywords：
MATLAB；Singlephaseswitching；Closingphase；Parallelresistance
Overvoltage；Thepowersystem
目录
摘要 4
前言 7
第一章概述 7
1.1毕业设计设计的目的和意义 7
1.2特高压/超高压输电线路的构成及特点 7
1.3输电线路等值电路 8
1.4MATLAB/SIMULINK简介和特点 8
第二章、主要设计内容 12
2.1空载线路的单相合闸过电压及其仿真 13
2.2过电压产生的物理过程 13
2.3影响过电压的因素 15
2.4限制过电压的措施 15
2.5未使用合闸电阻时的仿真模型及参数如下 17
2.6合闸相位不同时对空载线路合闸过电压的影响 22
①t=0，Θ=0时，也就是电源电压过零时合闸的过电压波形如下：
22
②t=0.002s合闸时过电压如下：
22
③t=0.004s时合闸的过电压波形如下：
23
④t=0.005s时合闸，也就是电源电势为最大值时合闸过电压波形如图：
23
2.7线路损耗不同时对合闸操作过电压的影响 24
①当r=0.1Ω/km时，过电压波形为：
24
②当r=0.2Ω/km时，过电压波形为：
24
③当r=0.3Ω/km过电压波形为：
25
④当r=0.4Ω/km过电压波形为：
25
2.8断路器是否带并联电阻时对合闸空载线路过电压的影响 26
2.9分布参数模型与pi型集中参数模型的比较 28
①当改用pi型等效电路的模型........................28
②当改用分布参数等效模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
参考文献：
30
英文翻译：
31
前言
电力系统的输电线路以及电气设备都有各自的电感和电容，由于系统状态的突然变化，导致电感和电容元件间电磁能量的互相转换就会引起振荡性的过渡过程。
这个过渡过程会在输电线路和某些电气设备或者局部电网上造成很高的电压，即远远超过正常的电压，称作操作过电压，本文研究的是河南平顶山到湖北武昌的500kv输电线路合闸空载过电压的研究，从合闸过电压的影响因素以及限制措施进行研究分析。
第一章概述
1.1毕业设计设计的目的和意义
特高压/超高压输电线路是电力系统中的重要电气设备，过电压是影响电力系统安全运行的重要因素之一，采取有效措施限制过电压是电力系统运行的基本要求。
利用MATLAB/SIMULINK，对特高压/超高压输电线路进行建模，对输电线路操作过电压的影响因素进行仿真分析，对输电线路限制操作过电压的措施进行分析研究，使学生掌握分析研究输电线路过电压问题的方法和步骤，从而提高学生的分析问题和解决问题的能力。
MATLAB是目前工程技术人员进行分析研究工作的一个高效的工具，全面掌握MATLAB仿真分析输电线路过电压的方法，就使学生具备了对电力系统中其他问题进行仿真分析的思路和能力，从而适应未来工作中进行独立分析研究的需要。
1.2特高压/超高压输电线路的构成及特点
使用1000千伏及以上的电压等级输送电能。
特高压输电是在超高压输电的基础上发展的，其目的仍是继续提高输电能力，实现大功率的中、远距离输电，以及实现远距离的电力系统互联，建成联合电力系统。
1000千伏特高压交流输电线路输送功率约为500千伏线路的4至5倍；正负800千伏直流特高压输电能力是正负500千伏线路的两倍多。
同时，特高压交流线路在输送相同功率的情况下，可将最远送电距离延长3倍，而损耗只有500千伏线路的25%至40%。
输送同样的功率，采用1000千伏线路输电与采用500千伏的线路相比，可节省60%的土地资源。
到2020年前后，国家电网特高压骨干网架基本形成，国家电网跨区输送容量将超过2亿千瓦，占全国总装机容量的20%以上。
届时，从周边国家向中国远距离、大容量跨国输电将成为可能。
对于特高压电网的经济性，专家分析：
到2020年，通过特高压可以减少装机容量约2000万千瓦，节约电源建设投资约823亿元；每年可减少发电煤耗2000万吨。
北电南送的火电容量可以达到5500万千瓦，同各区域电网单独运行相比，年燃煤成本约降低240亿元。
对于交流特高压而言，主要有两大技术攻关重点：
一是制造出可调的并联电抗器，二是研制1000千伏电压等级的双断口断路器，这两个关键技术问题已经基本解决。
对于直流特高压电网而言，其技术攻关关键是开发6英寸晶闸管。
日本已经研制出了6英寸晶闸管，我国在研制6英寸晶闸管方面也已经具备了一定的基础。
我国晋东南—南阳—荆门的特高压交流试验示范工程的意义在于：
它将真正实现全电压、满容量、长距离输电。
此外，对于我国电网设备制造业而言，中国建设特高压电网对我国民族工业无疑是一个巨大的推动。
中国从2006年开始要发展特高压电网，表明中国已经有勇气解决特高压这一世界性的难题。
1.3输电线路等值电路
将参数均匀分布的输电线路看成由无数个长度为dx的小段组成，每单位长度导线的电感及电阻分别为L和R,每单位长度导线对地电容及电导分别为C和G则单相等值电路如下图所示。
1.4MATLAB/SIMULINK简介和特点
20世纪70年代中期，CleveMoler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。
EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。
在当时，这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。
到20世纪70年代后期，身为美国NewMexico大学计算机系系主任的CleveMoler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，
升级会员 